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鐵鋰離子電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時控制電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。
1、保護芯片工作原理中的重要元器件的介紹:IC:它是保護芯片的核心,首先取樣電池電壓,然后通過判斷發(fā)出各種指令。MOS管:它重要起開關(guān)用途。
2、保護芯片正常工作:保護芯片上MOS管剛開始可能處于關(guān)斷狀態(tài),電池接上保護芯片后,必須先觸發(fā)MOS管,P+與P-端才有輸出電壓,觸發(fā)常用方法用一導(dǎo)線把B-與P-短接。
3、保護芯片過充保護:在P+與P-上接上一高于電池電壓的電源,電源的正極接B+、電源的負極接B-,接好電源后,電池開始充電,電流方向如圖所示的I1的流向電流從電源正極出發(fā),流經(jīng)電池、D1、MOS2到電源負極(這時MOS1被D1短路),IC通過電容來取樣電池電壓的值,當電池電壓達到4.25v時,IC發(fā)出指令,使引腳CO為低電平,這時電流從電源正極出發(fā),流經(jīng)電池、D1、到達MOS2時由于MOS2的柵極與CO相連也為低電平,MOS2關(guān)斷,整個回路被關(guān)斷,電路起到保護用途。
4、保護芯片過放保護:在P+與P-上接上一合適的負載后,電池開始放電其電流方向如I2,電流從電池的正極經(jīng)負載、D2、MOS1到電池的負極,(這時MOS2被D2短路);當電池放電到2.5v時IC采樣并發(fā)出指令,讓MOS1截止,回路斷開,電池被保護了。
5、過流保護:在P+與P-上接上一合適的負載后,電池開始放電其電流方向如I2,電流從電池的正極經(jīng)負載、D2、MOS1到電池的負極,(這時MOS2被D2短路);當負載突然減小,IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而出現(xiàn)的電壓這時IC采樣并發(fā)出指令,讓MOS1截止,回路斷開,電池被保護了。
6、短路保護:在P+與P-上接上空負載后,磷酸鐵鋰離子電池開始放電其電流方向如I2,電流從電池的正極經(jīng)負載、D2、MOS1到電池的負極,(這時MOS2被D2短路);IC通過VM引腳采樣到突然增大電流而出現(xiàn)的電壓這時IC采樣并發(fā)出指令,讓MOS1截止,回路斷開,電池被保護了。
鋰離子電池保護板均衡工作原理
鋰離子電池保護板是對串聯(lián)鋰離子電池組的充放電保護;在充滿電時能保證各單體電池之間的電壓差異小于設(shè)定值,實現(xiàn)鋰離子電池組各單體電池的均充,有效地改善了串聯(lián)充電方式下的充電效果;同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài),保護并延長電池使用壽命;欠壓保護使每一單節(jié)電池在放電使用時防止電池因過放電而損壞。
鋰離子電池保護板均衡原理常用的均衡充電技術(shù)包括恒定分流電阻均衡充電、通斷分流電阻均衡充電、平均電池電壓均衡充電、開關(guān)電容均衡充電、降壓型變換器均衡充電、電感均衡充電等。
成組的鋰離子電池串聯(lián)充電時,應(yīng)保證每節(jié)電池均衡充電,否則使用過程中會影響整組磷酸鐵鋰離子電池的性能和壽命。而現(xiàn)有的單節(jié)鋰離子電池保護芯片均不含均衡充電控制功能,多節(jié)鋰離子電池保護芯片均衡充電控制功能要外接CPU;通過和保護芯片的串行通訊來實現(xiàn),加大了保護電路的復(fù)雜程度和設(shè)計難度、降低了系統(tǒng)的效率和可靠性、新增了功耗。
鋰離子電池保護板均衡原理根據(jù)應(yīng)用的要,在改變保護芯片型號和串聯(lián)數(shù),電路中開關(guān)器件和能耗元件的功率等級之后,可對任意結(jié)構(gòu)和電壓等級的動力鋰離子電池組實現(xiàn)保護和均充。